أخبار الصناعة

مرحباً بكم في عمود العلوم الشعبية في هذا العدد. عندما تفكر في النفط، ربما يتبادر إلى ذهنك محطات الوقود والسيارات وتقلبات أسعاره العالمية. ولكن هل تساءلت يومًا عن الشكل الذي يتشكل به هذان النفط والغاز، اللذان يُطلق عليهما غالبًا "دم الصناعة"، في أعماق الأرض؟ وكيف يُستخرجان علميًا؟

في مجال استخراج النفط العالمي، لطالما كانت تكنولوجيا الرفع، باعتبارها المحرك الرئيسي لنقل النفط الخام من باطن الأرض إلى باطنها، حجر الزاوية في التطور الصناعي. ومن بينها، أصبحت تكنولوجيا الرفع بوحدات الضخ الشعاعية وتكنولوجيا الرفع بالمضخات الغاطسة الكهربائية الخيارين الرئيسيين لإنتاج حقول النفط بفضل تطبيقاتهما الواسعة وأدائهما الموثوق. لم يُحسّن تطور هاتين التقنيتين من كفاءة التعدين فحسب، بل أظهر أيضًا التحول الذكي لمعدات الطاقة الحديثة.

عندما يعجز بئر نفط عن رفع النفط الخام إلى الأرض تلقائيًا، يلجأ المهندسون إلى تقنية الرفع الاصطناعي. يُعد الرفع بالغاز من أكثر الطرق شيوعًا. هل يُعتبر هذا تقنية رفع اصطناعي؟ الإجابة واضحة جدًا: نعم، الرفع بالغاز ليس مجرد رفع اصطناعي، بل هو أيضًا وسيلة تقنية فعّالة مُعترف بها في صناعة البترول.

تخيل أن منجمًا نفطيًا مُستغلًا منذ سنوات طويلة، أشبه ببئر على وشك الجفاف. عندما يعجز عن "نقل" النفط الخام من أعماق الأرض إلى باطنها بمفرده، يُفعّل المهندسون تقنية الرفع الاصطناعي للمساعدة. هذه التقنية ليست سحرًا، بل هي خلاصة الحكمة البشرية، إذ تستخدم معدات خارجية "لضخ" بئر النفط، مما يسمح بتدفق النفط الخام بسلاسة. اليوم، دعونا نلقي نظرة على كيفية عمل الرفع الاصطناعي خطوة بخطوة.

لفهم أسباب اختلاف الحجم، يجب فهم مبدأ عمل الرفع بالغاز. باعتباره أسلوب الرفع الاصطناعي السائد، يتمثل جوهر الرفع بالغاز في تقليل كثافة النفط الخام عن طريق حقن غاز عالي الضغط في بئر النفط. ومع ذلك، تختلف قوة الدفع المطلوبة لآبار النفط المختلفة اختلافًا كبيرًا: فالآبار الضحلة قد تتطلب ضواغط صغيرة فقط، بينما تتطلب الآبار فائقة العمق معدات عملاقة تشبه الشاحنات. يغطي جهاز الرفع بالغاز المستخدم في حقل نفط ضحل في كاراماي، شينجيانغ، مساحة أقل من 10 أمتار مربعة؛ أما في حقل النفط العميق في خليج بوهاي، فيُقارب حجم المعدات المماثلة حجم الحاوية، ويعود اختلاف الحجم مباشرةً إلى التكيف الدقيق للرفع اليدوي مع ظروف البئر.

استكمالاً للمقالة السابقة، انقر للانتقال إلى الأسئلة من ١ إلى ٥٠! يستمر هذا الجزء من "١٠٠ سؤال وجواب حول أساسيات إنتاج النفط (الجزء الثاني)" بصيغة أسئلة وأجوبة، ويغطي الأسئلة من ٥١ إلى ١٠٠. تغطي هذه الأسئلة بشكل رئيسي تحليل أداء آبار النفط، ومراقبة تشغيلها، وعمليات حقن وضخ المياه، وصيانة وحدات الضخ والمضخات الكهربائية، والمفاهيم الأساسية لتشغيل أشجار عيد الميلاد وأنظمة نقل النفط والغاز.

قمنا بتجميع "100 سؤال وجواب حول أساسيات إنتاج النفط"، والذي يعتمد على أسلوب الأسئلة والأجوبة لتنظيم وتلخيص أهم النقاط المعرفية حول حقول النفط والغاز. هذا هو الجزء الأول، ويغطي الأسئلة من 1 إلى 50. يغطي المحتوى المعارف الأساسية، مثل المفاهيم الأساسية لحقول النفط والغاز، وآبار الإنتاج وطرق إنتاج النفط، وتشغيل وحدة الضخ ومضخة التجويف التدريجي، وطرق حقن وغمر المياه، وتشغيل وصيانة آبار النفط.

تعريف النفط الصخري: يشير مصطلح زيت الصخر الزيتي إلى البترول المُخزّن في تكوينات صخرية نانوية المسام غنية بالمواد العضوية. وهو اختصار لعبارة "زيت الصخر الزيتي العضوي الناضج". يُعدّ الصخر الزيتي صخرًا مصدريًا وصخرًا خزانيًا للنفط. يوجد زيت الصخر الزيتي في صورتين: ممتزة وحرة، ويتميز عمومًا بخفة وزنه ولزوجته المنخفضة. يُخزّن بشكل أساسي في تجاويف المسام وأنظمة الكسور النانوية، موزعًا على طول أو موازٍ للصفائح. يتراكم الصخر الزيتي الغني بالمواد العضوية عادةً على مساحات واسعة ومتواصلة في وسط الحوض، وهو عادةً ما يكون حاملًا للنفط، وله موارد كبيرة. تشمل العوامل الرئيسية في تقييم "المنطقة الأساسية" لزيت الصخر الزيتي توزيع مساحة المكمن، ومؤشر هشاشة المكمن، ولزوجة زيت الصخر الزيتي، وطاقة التكوين، وحجم الصخر الزيتي الغني بالمواد العضوية. يوفر الاستخراج الناجح لغاز الصخر الزيتي مرجعًا تقنيًا لاستخراج زيت الصخر الزيتي. تُعد تقنيات تحفيز "النفاذية الاصطناعية"، مثل التكسير وإعادة التكسير الأفقي لحجم البئر، تقنيات رئيسية للتطوير الفعال لزيت الصخر الزيتي. من بين موارد النفط الصخري، يُعدّ النفط المكثف أو النفط الخفيف من الأنواع الرئيسية المستخدمة في الإنتاج الصناعي [6،11]. يتراوح قطر جزيئات النفط المكثف والخفيف بين 0.5 و0.9 نانومتر. نظريًا، يسهل تدفقها واستخلاصها داخل مسام الصخر الزيتي النانوية تحت درجات حرارة وضغط مرتفعين تحت الأرض.

بعد الاستكشاف والحفر والإكمال، يبدأ البئر الإنتاج الطبيعي، ويدخل حقل النفط مرحلة الإنتاج. بناءً على احتياجات حقل النفط، يتمثل الهدف في تعظيم استخراج النفط الخام الجوفي إلى السطح، وزيادة إنتاج البئر واستخلاص النفط، وتطوير المكمن بشكل عقلاني لتحقيق إنتاج مرتفع ومستقر. وهذا ما يُسمى باستخلاص النفط.

أثناء تشغيل نظام وحدة الضخ، يُعدّ التسرب مشكلة شائعة تؤثر على كفاءة الإنتاج وعمر المعدات. ورغم كثرة ذكر مصطلحي "تسرب الأنابيب" و"تسرب المضخة"، إلا أن الكثيرين يخلطون بينهما. ستشرح هذه المقالة بشكل منهجي الاختلافات بينهما من أربعة جوانب: التعريف، والأسباب، والآثار، والحلول، لمساعدة المستخدمين على فهم المشكلة وتشخيصها بسرعة.